[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器，尤其柱体式热交换器，优选用于机动车。

背景技术

柱体式热交换器例如由DE 102 23 788 C1所公知。所述柱体式热交换器沿其纵向轴线，在外区域中沿纵向方向由多个管穿过，这些管引导第一流体。在所述热交换器的内区域中导引第二流体。在所述外区域中，在一围住所述管的中空空间中发生第二流体的回流。在此，在所述进行围住的中空空间中，分别通过垂直于所述管的流体引导壁来导引第二流体，其中，热交换根据逆向流原理与交叉流原理交替地发生。

纯的同向流系统的特征一般在于相对糟糕的热交换。在纯的逆向流布置中产生分层，该分层使热传递变糟。

发明内容

本发明的任务是说明一种热交换器，所述热交换器允许了从第一流体到第二流体上的有效热交换。

具有热交换器本体的热交换器，优选用于机动车，包括第一流体通道和第二流体通道，所述第一流体通道由第一流体通流并且所述第二流体通道由第二流体通流。第一流体和第二流体中的一个比第一流体和第二流体的另一个更热，其中，在流体进入到所述热交换器的一热交换区域中之后在所述热交换区域中发生从较热流体向较冷流体的热交换。在此，第一流体通道和第二流体通道在所述热交换区域中具有至少两个共同的同向流区域和一个布置在这些同向流区域之间的共同的逆向流区域或具有至少两个共同的逆向流区域和一个布置在这些逆向流区域之间的共同的同向流区域。通过设置以该方式交替的逆向流区域和同向流区域来有利地实现从第一流体到第二流体上的有效热交换或反之亦然。在此，所述热交换区域是所述热交换器的如下总区域，在该总区域中，热从第一流体以技术上有益的方式被交换到所述第二流体上，这尤其是这样的区域，在所述区域中，第一流体通道和第二流体通道具有一共同的壁。总热传导系数在由交替的同向流区域和逆向流区域构成的混合布置方案中比在流体通道相对彼此仅根据同向流原理或仅根据逆向流原理工作的布置方案中更高。热交换器本体尤其可以柱体式地或板形地构造，其中，在柱体式构造中，所述两个流体之一在该柱体的内部中被引导并且所述两个流体中的另一个流体在该柱体的外区域中被引导。所述热交换器本体但是也可以具有锥形的形状。如果板形地设计所述热交换器，那么第一流体在所述板的一个侧面上流动和第二流体在所述板的另一个侧面上流动。为了实现逆向流区域之一和同向流区域之一之间的变换，这些流体中的至少一个流体在一变换区域中转向。所述变换区域可以布置在所述热交换区域之内或之外。如果所述变换区域布置在所述热交换区域中，那么同时地进行根据交叉流原理的热交换或在一交叉流布置中的热交换。此外有利地因此获得紧凑的结构方式，因为通过螺旋(Windungen)可以获得较大的热交换区域。可以设置：所述第一流体是液体，尤其冷却介质，优选水或水乙二醇混合物，并且，所述第二流体是气体，优选废气或空气。但是也可以设置：所述第一流体是气体并且所述第二流体是液体。优选地，所述第一流体是来自燃烧腔的燃烧用空气或热的废气。还可以设置：两个流体都是液态的或两个流体都是气态的。显而易见的是：当前所描述的热交换器可以由一壳体围住并且具有至少一个第一流体输入装置和至少一个第二流体输入装置以及至少一个第一流体流出装置和一个第二流体流出装置。可以设置：所述第一流体通过所述第一流体输入装置流到所述第一流体通道中，所述第一流体通过所述第一流体流出装置流出所述第一流体通道。可以设置：所述第二流体通过所述第二流体输入装置流到所述第二流体通道中，所述第二流体通过所述第二流体流出装置流出所述第二流体通道。可以设置：设置有大量第一流体通道和/或第二流体通道。

可以设置：所述第一流体通道和所述第二流体通道之间布置有一流体分隔壁，其中，所述流体分隔壁优选具有恒定壁厚，尤其在所述热交换区域中的恒定壁厚。在此也限定了直至15％壁厚的由制造造成的厚度波动为恒定的，但不是设计上的，也就是在流体分隔壁的走向上的根据计划的厚度波动或厚度改变。优选地仅考虑直至10％壁厚的由制造造成的厚度波动为恒定的。通过恒定壁厚来有利地避免：所述流体分隔壁中的材料堆积导致流体分隔壁的导热能力中的非持续性。此外，这有利地使所述热交换器的制造变得容易。恒定壁厚的其它优点是减少的收缩腔形成，减少的材料应力进而热交换器的较高的使用寿命。优选地，所述热交换器由铝或铝合金制造，但是，所述热交换器也可以由另外的材料制造，这些材料适用于热交换，例如铜或铁或它们的合金。尤其地，所述热交换器是一铸造件，其中，所述热交换器优选通过连铸来制造。通过恒定壁厚而较快速和较均匀地在制造期间进行热交换器的冷却。由此可以有利地减少制造持续时间。